江 林

(四川省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司 四川 成都 610000)

一、基于BIM的傾斜攝影技術(shù)特點(diǎn)

利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)，提取施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地場(chǎng)貌，生成點(diǎn)云模型，通過(guò)一系列技術(shù)手段將場(chǎng)地模型與土建模型進(jìn)行嵌合，實(shí)現(xiàn)了虛擬模型與實(shí)際場(chǎng)地的結(jié)合。利用整合后的模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地規(guī)劃，大大提高了場(chǎng)地利用率，合理安排安全文明施工。該模型還可以迅速測(cè)量真實(shí)距離、面積和土方量，本工法具有真實(shí)準(zhǔn)確、靈活多變、高端直觀、經(jīng)濟(jì)可重復(fù)使用等特點(diǎn)。

GIS數(shù)據(jù)模型可真實(shí)展現(xiàn)周邊環(huán)境，特別針對(duì)傳統(tǒng)CAD和Revit不能表現(xiàn)出的復(fù)雜地理地貌時(shí)特別適用，再結(jié)合Revit形成真實(shí)三維可視化效果。在不同施工階段，現(xiàn)場(chǎng)施工道路、材料堆放、機(jī)械設(shè)備、消防安全等都需要及時(shí)變化，傳統(tǒng)CAD場(chǎng)布二維圖紙與Revit場(chǎng)布三維模型無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確反應(yīng)，不能滿足不同施工階段的需求。而通過(guò)更新Revit最新模型并與GIS數(shù)據(jù)模型結(jié)合便可以很好解決這一技術(shù)瓶頸。

所生成的虛實(shí)結(jié)合模型可視化程度及還原度極高，并可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸，制作漫游動(dòng)畫(huà)視頻，便于現(xiàn)場(chǎng)施工交底。相比傳統(tǒng)土石方量測(cè)量方法，例如：方格網(wǎng)法、斷面法、等高線法等計(jì)算等受客觀因素限制，野外作業(yè)不安全，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，經(jīng)濟(jì)效益并不明顯，如遇到大體量不規(guī)則異形堆土場(chǎng)，所得數(shù)據(jù)誤差也較大。但通過(guò)傾斜攝影技術(shù)所得的GIS數(shù)據(jù)模型卻可分別得到實(shí)際挖填方量的適時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)修改高程點(diǎn)，可重復(fù)快速提取所需數(shù)據(jù)，十分便捷。

二、基于BIM的傾斜攝影技術(shù)原理

傾斜攝影技術(shù)是通過(guò)5個(gè)不同角度的影像采集，并借助計(jì)算機(jī)軟件生成點(diǎn)云信息，并融合物體紋理信息高精度真實(shí)反映物體的外觀、位置、高度、體積等屬性的三維模型。工業(yè)級(jí)傾斜攝影技術(shù)是需要工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)搭載的五向高清攝像頭，通過(guò)一個(gè)垂直方向，四個(gè)傾斜方向，五個(gè)不同的視角同時(shí)低空飛行采集數(shù)據(jù)，即只需飛行一條路線便可把一座城市級(jí)別的地理信息采集完成。

而消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)借用此原理，分別在五個(gè)方向單獨(dú)低空飛行采集數(shù)據(jù)，雖然五條線路會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間，但是由于一個(gè)建設(shè)工程的數(shù)據(jù)體量相比一座城市來(lái)說(shuō)卻是極小，合計(jì)所需時(shí)間并不多，綜合判斷還是消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)更適用于工程建設(shè)。

傾斜攝影模型測(cè)算土石方量的原理：將航測(cè)所得的帶矢量化的照片通過(guò)空中三角測(cè)量計(jì)算轉(zhuǎn)化成高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并配以材質(zhì)貼圖轉(zhuǎn)化生成實(shí)景模型。而具體區(qū)域土方工程量大小可通過(guò)軟件直接測(cè)量獲得。

三、基于BIM的傾斜攝影技術(shù)工藝流程及操作要點(diǎn)

(一)工藝流程

圖1 工藝流程圖

圖2 虛實(shí)完美結(jié)合GIS+BIM圖

GIS數(shù)據(jù)和Revit數(shù)據(jù)可通過(guò)3DsMax反饋在場(chǎng)地模型中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。如圖2所示。

(二)工藝要點(diǎn)

1.采集數(shù)據(jù)

使用大疆無(wú)人機(jī)官方應(yīng)用DJI GO 4和Altizure 這兩款A(yù)PP。打開(kāi)DJI GO 4，啟動(dòng)無(wú)人機(jī)，在Ipad上把Altizure中參數(shù)設(shè)置航向重疊率不低于50%，旁向重疊率不低于50%，相機(jī)傾斜角度40度,拍攝間隔為2秒一次

重疊率的選擇是越高成型質(zhì)量越好，但考慮到后期的模型建立的耗費(fèi)時(shí)間，需根據(jù)不同大小項(xiàng)目對(duì)重疊率酌情增減。然后規(guī)劃好飛行路線，設(shè)置好飛行高度(特別注意附近高空是否有遮擋物)，所有參數(shù)設(shè)置完成后，開(kāi)啟自動(dòng)拍攝，當(dāng)電量不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電池，以免任務(wù)失敗。

2.導(dǎo)入數(shù)據(jù)

由Bentley研發(fā)的ContextCapture Master這款3D成像軟件是目前市上綜合評(píng)價(jià)最穩(wěn)定、成像質(zhì)量好和合成效率比較高的軟件之一。將在規(guī)劃航線上拍攝的帶有GPS定位和鏡頭姿態(tài)數(shù)據(jù)的照片導(dǎo)入到ContextCapture。

3.生成模型

通過(guò)計(jì)算機(jī)分塊計(jì)算，將帶矢量的GIS數(shù)據(jù)逐漸累計(jì)疊加，形成帶紋理的模型。在模型中可以查詢?nèi)我庖稽c(diǎn)的坐標(biāo)、距離、高程等地形信息。

4.場(chǎng)地布置交底

將真實(shí)場(chǎng)地模型附帶材質(zhì)信息導(dǎo)入lumion或3ds Max，并結(jié)合傳統(tǒng)Revit所深化好的虛擬場(chǎng)布模型，制做漫游動(dòng)畫(huà)視頻，將用于現(xiàn)場(chǎng)交底。

5.土方量測(cè)算

通過(guò)Acute3D Viewer軟件，可直接瀏覽生成的場(chǎng)地模型，針對(duì)不同施工階段所需挖填方量進(jìn)行精確測(cè)量。通過(guò)設(shè)置采樣距離的間距，底部緊貼地表面，頂部通過(guò)高程控制，以便生成不同精度的立方體柱，最終累計(jì)計(jì)算所有立方體柱的體積總和。

四、結(jié)論

基于BIM的無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)施工應(yīng)用通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)掃描真實(shí)地表，重塑地表模型并結(jié)合Revit虛擬建筑模型，針對(duì)不同施工階段，形成一套新興的場(chǎng)地布置模式和土石方量的測(cè)算方法，并在工程計(jì)量方面探尋到另一種快捷方式。